安科(kē)瑞 陳聰(cōng)

摘(zhāi)要：鋼(gāng)鐵行(háng)業作為(wéi)能(néng)源(yuán)消(xiāo)耗高(gāo)密集型(xíng)行(háng)業，在(zài)能源利用和(hé)碳排(pái)放(fàng)方(fāng)麵麵(miàn)臨(lín)著巨(jù)大的(dí)挑(tiāo)戰(zhàn)。在“雙碳”目標的背 景(jǐng)下，加強鋼(gāng)鐵企業(yè)的能源管理，提(tí)高(gāo)能源(yuán)利(lì)用效(xiào)率，對(duì)於推動行業綠色(sè)發(fā)展(zhǎn)和(hé)實(shí)現碳中和(hé)目標具(jù)有(yǒu)*強的現 實(shí)意義(yì)和(hé)深遠的歷史(shǐ)意(yì)義。為(wéi)了有(yǒu)效應對這一挑(tiāo)戰，本文提出構建一(yī)套適(shì)用於企業(yè)發(fā)展的智(zhì)慧(huì)能源(yuán)管理(lǐ)平台。 該平(píng)台(tái)以(yǐ)綜(zōng)合能源(yuán)協同(tóng)利用(yòng)為(wéi)核心(xīn)，通(tōng)過(guò)精細化(huà)計(jì)量，科學核算和(hé)智能調控，能有(yǒu)效(xiào)降低(dī)碳排(pái)放(fàng)和用(yòng)能成(chéng)本(běn)。

關鍵詞：碳(tàn)中和 ; 碳(tàn)排放(fàng) ; 智(zhì)慧能源

1，引(yǐn)言

　2020 年 9 月(yuè) 22 日，第(dì)七十五(wǔ) 屆(jiè)聯(lián)合國大(dà)會一般(bān)性辯論上向世界(jiè)宣布(bù)了中(zhōng)國的 新達(dá)峰目標(biāo)與碳中(zhōng)和(hé)願景。“中國將(jiāng)提高國家自(zì) 主(zhǔ)貢獻力度(dù)，采取(qǔ)更(gēng)加有(yǒu)力的政(zhèng)策(cè)和措(cuò)施，二(èr)氧化(huà) 碳(tàn)排放(fàng)力爭於 2030 年前(qián)達到(dào)峰值，努力爭(zhēng)取(qǔ) 2060 年(nián)前(qián)實現(xiàn)碳中和。”2023 年(nián) 2 月 6 日，中(zhōng)國節能(néng)協(xié) 會製定並發布了《零(líng)碳(tàn)工(gōng)廠評價規範(fàn)團體標準管 理(lǐ)辦法》: 鼓(gǔ)勵(lì)利用(yòng)自身的(dí)資源優(yōu)勢(shì)，加大(dà)與政府， 企業(yè)的合作，幫助(zhù)企業(yè)在(zài)降碳(tàn)同時，積極(jí)對(duì)接投(tóu)融 資(zī)機構，為(wéi)減排企業(yè)引(yǐn)入綠色融資機(jī)會，實現(xiàn)減(jiǎn)排 的(dí)正麵(miàn)收益(yì)。努(nǔ)力(lì)打造“零(líng)碳(tàn)工廠(chǎng)”，助(zhù)力碳(tàn)達峰 碳中和(hé)目(mù)標(biāo)的(dí)早(zǎo)日(rì)實現［1］ 。 隨(suí)著(zhuó)企(qǐ)業(yè)生產規模的(dí) 擴(kuò)大(dà)和(hé)產能的(dí)提(tí)升，用(yòng)能成本也不斷上升(shēng)，企(qǐ)業(yè)越 來越(yuè)關注(zhù)能(néng)源成本的(dí)控製(zhì)和(hé)能源(yuán)效率的提升。另(lìng) 外，雙(shuāng)碳政策的推(tuī)進，多(duō)元化(huà)的(dí)分(fēn)布式能源供(gōng)應是 企業未(wèi)來能(néng)源供(gōng)給的(dí)趨(qū)勢，但(dàn)傳(chuán)統的工廠能(néng)源管(guǎn) 理水平已(yǐ)不(bù)能適應多樣(yàng)化的用能(néng)形式(shì)，亟(jí)需探(tàn)索 一(yī)種(zhǒng)智(zhì)慧(huì)能(néng)源管(guǎn)理的新模(mó)式(shì)［2］。

目(mù)前我(wǒ)國(guó)在碳中和與降碳(tàn)方(fāng)麵已經取(qǔ)得了顯 著的(dí)進(jìn)展。政(zhèng)府積極推(tuī)動(dòng)雙碳工(gōng)作(zuò)，采取(qǔ)了(liǎo)一係 列措施(shī)來推進節能(néng)減排(pái)和低碳(tàn)發展(zhǎn)。全國碳(tàn)市場(cháng) 的建(jiàn)設(shè)也在(zài)穩步(bù)進行(háng)，為企(qǐ)業減排(pái)溫室氣體，推動 行業綠色低(dī)碳(tàn)轉(zhuǎn)型提(tí)供了重要(yào)平(píng)台(tái)。此(cǐ)外，社(shè)會 各(gè)界對雙碳工(gōng)作的關注度也在不(bù)斷提(tí)高(gāo)，積極(jí)參 與(yǔ)降(jiàng)碳(tàn)，減(jiǎn)汙(wū)，擴(kuò)綠(lǜ)，增長(cháng)，推(tuī)動生產生(shēng)活方式的低(dī) 碳化(huà)，綠(lǜ)色(sè)化(huà)［3］ 。然而，盡管(guǎn)取得(dé)了(liǎo)一(yī)些(xiē)成(chéng)績，我國(guó)在碳中和(hé)與(yǔ)降碳(tàn)方麵(miàn)仍麵臨一些(xiē)挑(tiāo)戰(zhàn)和不(bù)足(zú)。 首先，產業低碳轉型麵臨穩(wěn)增長，降(jiàng)成本，促(cù)創(chuàng)新 等多(duō)重(zhòng)約(yuē)束(shù)。在推進低碳(tàn)轉型的(dí)過程中(zhōng)，如(rú)何在(zài) 保持經濟增長(cháng)的同(tóng)時降低(dī)碳排放，提高能源利(lì)用(yòng) 效(xiào)率，以及(jí)推動(dòng)技(jì)術(shù)創新(xīn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，都(dū)是需要解(jiě) 決的問題(tí)。然後(hòu)，能源結(jié)構(gòu)調整(zhěng)也是(shì)一個(gè)重(zhòng)要挑(tiāo) 戰(zhàn)。我國在能源消(xiāo)費結構上仍(réng)然(rán)以(yǐ)化(huà)石(shí)能(néng)源(yuán)為 主，如何(hé)加(jiā)快(kuài)清潔能源的(dí)發展(zhǎn)，解決能源安全保(bǎo) 障(zhàng)，機(jī)製理順(shùn)和技術創(chuàng)新(xīn)等問題(tí)，是實現碳中(zhōng)和(hé)目 標的關(guān)鍵(jiàn)［4］ 。最後，區域發(fā)展不均衡(héng)也加大了雙(shuāng) 碳(tàn)工作的(dí)統籌(chóu)協(xié)調難度(dù)。不同地區的(dí)經濟發展水 平，資源稟(bǐng)賦和(hé)產業(yè)結構(gòu)存在(zài)差(chà)異，因此，需要(yào)建 設一套(tào)適(shì)合(hé)企(qǐ)業發展的，滿(mǎn)足(zú)綜(zōng)合能源(yuán)協同(tóng)利用 的，能(néng)夠有效(xiào)降(jiàng)低(dī)碳排放(fàng)和(hé)用(yòng)能成(chéng)本的(dí)智慧能(néng)源 管理平台(tái)。

1.1現代企業智(zhì)能化(huà)能(néng)源管理係(xì)統(tǒng)的(dí)控製與(yǔ)服務方(fāng)向(xiàng)

　　工業(yè)製造業(yè)，能源產(chǎn)業作為(wéi)我國社(shè)會經濟的支柱產(chǎn)業(yè)，近(jìn)年(nián)來(lái)也(yě)麵(miàn)臨著產業結構不科學(xué)合(hé)理(lǐ)，能(néng)源消耗(hào)量高(gāo)等的(dí)問題。因此，依托(tuō)於(yú)分層(céng)式的(dí)能(néng)源數據信(xìn)息管(guǎn)理係統，對於現(xiàn)代(dài)企業的(dí)智(zhì)能化(huà)能(néng)源(yuán)控(kòng)製與服務(wù)，主要包括(kuò)數(shù)據(jù)采集(jí)，篩選處理與分析，以及(jí)生產(chǎn)設備在(zài)綫監視(shì)與控製，能源(yuán)消耗與利(lì)用等的管理方向。

　　(1)數(shù)據(jù)采(cǎi)集，篩選處(chǔ)理(lǐ)與分(fēn)析(xī)。能源(yuán)管理控製係(xì)統的信(xìn)息(xī)采集(jí)層(céng)，負責利(lì)用現場采集儀表，異構通訊采集(jí)設(shè)備等(děng)，實(shí)時采集生產(chǎn)工(gōng)藝，能源消(xiāo)耗與應(yīng)用的數據(jù)信息，並(bìng)通過(guò)現場控(kòng)製中心作出(chū)采集(jí)層信(xìn)息的簡單篩選(xuǎn)與(yǔ)處(chǔ)理(lǐ)，以(yǐ)此(cǐ)作(zuò)

為(wéi)生產(chǎn)工藝與流程監視，報警的參考依(yī)據。

　　(2)生(shēng)產設(shè)備(bèi)在綫(xiàn)監視(shì)與(yǔ)控(kòng)製。工業或熱電(diàn)企業(yè)生產的(dí)能(néng)源(yuán)消耗監測，主(zhǔ)要通過能(néng)源管理控製(zhì)係(xì)統，搜集內(nèi)部不同(tóng)生產設備(bèi)的數據信息，包括產(chǎn)品(pǐn)生(shēng)產(chǎn)的運行信息(xī)，能(néng)源使(shǐ)用(yòng)信(xìn)息，對(duì)多(duō)種生產(chǎn)設(shè)備實時(shí)監(jiān)控的信(xìn)息(xī)作出(chū)整合，並(bìng)與(yǔ)過(guò)限報(bào)警，故障(zhàng)報(bào)警裝(zhuāng)置形(xíng)成連(lián)接，可實(shí)現生產(chǎn)設(shè)備(bèi)安(ān)全運(yùn)用(yòng)中的能源(yuán)信息監控目(mù)標。

　　(3)能源消(xiāo)耗與利(lì)用(yòng)。工業(yè)能(néng)源消(xiāo)耗(hào)數據的處(chǔ)理與管理，是(shì)依據能源管控係統的數(shù)據處理(lǐ)層，決(jué)策(cè)層，對涉(shè)及電力，燃(rán)氣(qì)，蒸汽(qì)與壓(yā)縮空(kōng)氣(qì)等能源，作出(chū)全麵的(dí)監(jiān)控(kòng)，處(chǔ)理與(yǔ)分(fēn)析(xī)。而後利(lì)用能(néng)源消耗(hào)，能源(yuán)調(tiáo)度的監控數據(jù)，作為生產(chǎn)設(shè)備(bèi)監(jiān)測，能源(yuán)消(xiāo)耗(hào)預測，能源(yuán)負荷平衡(héng)，成(chéng)本控製與優(yōu)化的依據，完成(chéng)一(yī)係(xì)列能源(yuán)數據的(dí)決(jué)策應用(yòng)。

2，軟件模(mó)塊(kuài)設置(zhì)

（1）現代(dài)企業智(zhì)能(néng)化(huà)能源管(guǎn)控平台(tái)，主要基(jī)於Windows操(cāo)作(zuò)係統，SCADA數據采集與(yǔ)監(jiān)視控製軟件(jiàn)，進(jìn)行現場設備(bèi)的硬件數據(jù)測量，運行(háng)數據(jù)采集，自動(dòng)化監控(kòng)控製，信(xìn)號報警(jǐng)等(děng)。這一能源消(xiāo)耗與應用管(guǎn)理的任(rèn)務執行(háng)過程中(zhōng)，由域服(fú)務器(qì)，其他(tā)管理與(yǔ)備(bèi)份服(fú)務器支(zhī)持(chí)，在SCADA網(wǎng)絡(luò)數據(jù)采(cǎi)集(jí)，處理與管理係統(tǒng)中，設置信號(hào)濾波，量程轉換(huàn)，用(yòng)戶(hù)腳本(běn)執行，事件記(jì)錄(lù)，報警(jǐng)檢查，歷(lì)史存(cún)儲等的組件。

智(zhì)能化能(néng)源管(guǎn)控(kòng)平(píng)台的軟(ruǎn)件係統結(jié)構

隨後借助於網(wǎng)絡(luò)計(jì)算(suàn)機(jī)，PLC可編程邏(luó)輯控(kòng)製器，RTU遠程終端(duān)單元，Web服務器(qì)等的軟(ruǎn)硬件(jiàn)，搭(dā)建起用於能源(yuán)管(guǎn)控係(xì)統(tǒng)後台(tái)，交互(hù)的人機(jī)界麵(miàn)(HMI)。當(dāng)多種(zhǒng)企業生產設(shè)備(bèi)，電(diàn)力(lì)或(huò)熱(rè)能能源子站(zhàn)接入網(wǎng)絡時(shí)，4由(yóu)域服務(wù)器確定(dìng)以(yǐ)下(xià)信(xìn)息：(1)此(cǐ)網絡計算(suàn)機(jī)的IP地址是否屬於本域內。

（2）用(yòng)戶賬號是否存在，登錄(lù)信息(xī)的(dí)輸入是(shì)否(fǒu)正確，若有(yǒu)一項(xiàng)不正(zhèng)確則拒絕(jué)登錄。

（3）在域服務(wù)器中部署(shǔ)DNS服(fú)務，使(shǐ)用DNS解析子(zǐ)站域(yù)名，並(bìng)通(tōng)過域名轉換，與子站主(zhǔ)機(jī)的(dí)IP地(dì)址進(jìn)行一(yī)一(yī)對應。

在(zài)以上(shàng)能源(yuán)子站的(dí)用戶(hù)身份及權限驗證(zhèng)完(wán)成後，在(zài)Historian數據庫(kù)服(fú)務器，0racle服(fú)務器(qì)，PI數據庫支(zhī)持(chí)下，由(yóu)能源管控中心(xīn)係(xì)統將數(shù)據采集(jí)，處理(lǐ)的(dí)指(zhǐ)令信號，發(fā)送至報(bào)表(biǎo)係(xì)統，Web發布(bù)係統等，再使用(yòng)智能(néng)化(huà)電子令牌(pái)異構控製模塊(kuài)，將(jiāng)企(qǐ)業生產(chǎn)現場(cháng)設備運(yùn)行數(shù)據，能(néng)源消耗數據(jù)，傳(chuán)回(huí)至(zhì)多(duō)個管理服(fú)務器端口。

3，智能化能源管理係統(tǒng)在(zài)企業(yè)中應(yīng)用的能(néng)耗控製功(gōng)能實現

　　在Historian數據庫(kù)服務器(qì)，Oracle服務(wù)器(qì)，PI數據(jù)庫等硬件(jiàn)，以(yǐ)及(jí)B/S架構，MyEcplice開發(fā)工具，MySQL關係型數據庫(kù)係(xì)統支持(chí)下(xià)，搭建起(qǐ)用(yòng)於數據(jù)信息存儲(chǔ)，數(shù)據傳輸與(yǔ)操作指令(líng)控(kòng)製，用戶(hù)服(fú)務的智(zhì)能化能源(yuán)管(guǎn)控(kòng)係統。

　(1)總(zǒng)配電子係統。電力(lì)配(pèi)電係統(tǒng)(TN-C)為三相三綫，三(sān)相四(sì)綫(xiàn)製配電(diàn)係統(tǒng)，包括高壓配電綫路，變電站，配(pèi)電站(zhàn)，配(pèi)電房等(děng)的(dí)組成結構(gòu)。在電(diàn)力(lì)企(qǐ)業發電，電(diàn)力輸送(sòng)過程(chéng)中，由供(gōng)電(diàn)電源(yuán)向不同用(yòng)電區域(yù)，用電設(shè)備，合(hé)理(lǐ)有效分配電力(lì)資源(yuán)，而配(pèi)電子(zǐ)係(xì)統(tǒng)管(guǎn)理(lǐ)模(mó)塊可(kě)通(tōng)過(guò)儀表(biǎo)能耗(hào)監測(cè)裝(zhuāng)置，實時(shí)查看各支路(lù)的用(yòng)電情況(kuàng)，能源(yuán)消(xiāo)耗狀(zhuàng)況，包(bāo)括係統產能，分(fēn)表(biǎo)用能(néng)，環比(bǐ)負(fù)載(zǎi)等(děng)的數(shù)據信息，以(yǐ)及(jí)整(zhěng)個配(pèi)電係(xì)統拓(tuò)撲(pū)結(jié)構(gòu)的(dí)穩定性。

　(2)生(shēng)產(chǎn)設備(bèi)數據配(pèi)置。選用生(shēng)產現(xiàn)場儀表(biǎo)，無綫智能電(diàn)表，XL10智(zhì)能信號(hào)采(cǎi)集器(qì)，從電(diàn)力生產企業(yè)的機(jī)器中(zhōng)，采(cǎi)集(jí)生(shēng)產機(jī)器運行，待機(jī)，故障(zhàng)，停(tíng)機的運(yùn)行(háng)狀態(tài)信(xìn)號，得到生產設備的實時(shí)電流，電壓，功(gōng)率(shuài)，故障(zhàng)等數據，並將(jiāng)生(shēng)產運行數(shù)據上傳至電(diàn)力服(fú)務(wù)器(qì)，或(huò)經(jīng)由(yóu)不同區的網絡交換機端(duān)口(kǒu)，傳(chuán)回(huí)至智能化(huà)能源管控(kòng)中心。

　(3)能(néng)耗報表(biǎo)指(zhǐ)標(biāo)分(fēn)析(xī)。利用(yòng)現(xiàn)場儀表(biǎo)，數(shù)據采(cǎi)集器，異(yì)構通(tōng)訊采集(jí)器等設(shè)備(bèi)，搜集(jí)在日(rì)，周，月，季度(dù)等(děng)周期的生產用能數(shù)據，並(bìng)通(tōng)過(guò)Modbus協(xié)議，DL/T645協議，HTTPS協議，I/0接(jiē)口等，將(jiāng)實時監測(cè)到(dào)的係統不同(tóng)周(zhōu)期能(néng)耗，噸(dūn)煤能耗情況，傳回至(zhì)智能化(huà)能(néng)源(yuán)運(yùn)維管(guǎn)理平台(tái)，對(duì)錄入的(dí)數(shù)據(jù)指標整合為能耗統計(jì)報(bào)表(biǎo)，提供數據報表下(xià)載和(hé)導出，分析(xī)並(bìng)反映(yìng)各(gè)單(dān)位(wèi)月度(dù)或企(qǐ)業的用(yòng)能情(qíng)況(kuàng)，能耗(hào)利用(yòng)效(xiào)率。

　(4)故(gù)障信號報警(jǐng)/預警。在電力(lì)企(qǐ)業的上位監測站(zhàn)中，布(bù)置(zhì)高壓(yā)開(kāi)關(guān)觸頭(tóu)，溫度傳感(gǎn)器，感煙傳感(gǎn)器(qì)，XL10智能(néng)信(xìn)號(hào)采(cǎi)集(jí)器(qì)，並設置(zhì)設備(bèi)過限預警標準，能(néng)耗需量報警值，監測不同時(shí)間點，不同係統支(zhī)路的(dí)生(shēng)產(chǎn)運營情況，掌(zhǎng)握在電(diàn)力(lì)生(shēng)產最大(dà)負載(zǎi)下(xià)，電(diàn)力(lì)企業係統(tǒng)可(kě)能發(fā)生的設備故障，能源消(xiāo)耗與利(lì)用(yòng)過限(xiàn)等(děng)問題，提出針(zhēn)對性的(dí)問(wèn)題改(gǎi)進與解決(jué)方案。

4，智能化能源管理(lǐ)控製(zhì)係(xì)統的網絡(luò)組(zǔ)織架構(gòu)，功(gōng)能，軟(ruǎn)硬件組(zǔ)成(chéng)

4.1能源(yuán)管理(lǐ)控(kòng)製(zhì)係(xì)統(tǒng)的(dí)網(wǎng)絡框架結構(gòu)

　　現(xiàn)場通過廠區局域網和(hé)平(píng)台通訊，平台(tái)搭(dā)建(jiàn)在客(kè)戶(hù)自己配(pèi)置(zhì)的服務器(qì)上(shàng)。搭建(jiàn)完成(chéng)之後(hòu)，客(kè)戶(hù)可以在(zài)任(rèn)意能(néng)與(yǔ)局(jú)域(yù)網聯通(tōng)的地方(fāng)，通過有(yǒu)權限的(dí)賬號登(dēng)陸網(wǎng)頁(yè)以及手(shǒu)機APP查(chá)看各處的運行情況(kuàng)。

係統(tǒng)可(kě)分(fēn)為三(sān)層：即現(xiàn)場(cháng)設(shè)備(bèi)層，網絡通訊層和平台管理層。

現場設(shè)備層：主要(yào)是(shì)連接(jiē)於網(wǎng)絡中用於(yú)水，電，氣等(děng)參量(liáng)采(cǎi)集(jí)測(cè)量的(dí)各(gè)類型(xíng)的儀表等(děng)，也是構建該配(pèi)電(diàn)，耗水，耗氣係統(tǒng)必(bì)要的基(jī)本組(zǔ)成元素(sù)。肩負(fù)著采(cǎi)集數據(jù)的重任，這些(xiē)設(shè)備可為(wéi)本(běn)公(gōng)司各(gè)係(xì)列帶通訊網絡電(diàn)力儀(yí)表(biǎo)，溫濕(shī)度(dù)控製器(qì)，開關(guān)量監測模(mó)塊(kuài)以及合格(gé)供(gōng)應商的(dí)水表(biǎo)，氣表，冷熱量(liáng)表等。

網絡(luò)通訊層：包(bāo)含現場智能(néng)網(wǎng)關，網絡(luò)交換機等設備。智(zhì)能(néng)網關主(zhǔ)動(dòng)采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備(bèi)的數據(jù)，並可進行規(guī)約轉換，數據(jù)存儲(chǔ)，並通過(guò)網(wǎng)絡把數(shù)據上傳至(zhì)搭建好的(dí)數(shù)據庫服務(wù)器，智能網關(guān)可在網絡故障時將(jiāng)數據存儲在本地，待網絡(luò)恢(huī)復(fù)時從(cóng)中(zhōng)斷的(dí)位置(zhì)繼續上傳數據，保證服務(wù)器(qì)端數(shù)據(jù)不丟(diū)失。

平(píng)台管(guǎn)理層(céng)：包(bāo)含應用服務器，WEB服務器和(hé)數據(jù)服務(wù)器(qì)，一般應(yīng)用(yòng)服(fú)務(wù)器和WEB服務器可以合(hé)一(yī)配置。

平(píng)台(tái)采(cǎi)用分(fēn)層(céng)分布式(shì)結(jié)構(gòu)進行設計，詳(xiáng)細(xì)拓撲(pū)結構(gòu)如下(xià)：

首先第(dì)一層為(wéi)企業能源(yuán)數(shù)據采(cǎi)集(jí)層(céng)，是(shì)利用生(shēng)產(chǎn)現場計量儀表，AI異構(gòu)通(tōng)訊(xùn)模(mó)塊，數據板(bǎn)卡ME等，搜(sōu)集產品生產(chǎn)的(dí)工(gōng)藝(yì)信(xìn)息，設(shè)備運行(háng)信息，能(néng)源使(shǐ)用(yòng)信息(xī)，完成(chéng)工業(yè)生產

控(kòng)製(zhì)係(xì)統內的(dí)正(zhèng)向(xiàng)數據(jù)采(cǎi)集。

而後(hòu)在工業(yè)級(jí)交(jiāo)換機(jī)，單模(mó)光纜等網(wǎng)絡設備支持下，采取(qǔ)環形，星形相(xiāng)結合的網絡結(jié)構，建(jiàn)立(lì)起不同(tóng)自動(dòng)化監控係統之(zhī)間的網(wǎng)絡連(lián)接，進行(háng)主(zhǔ)站(zhàn)點，子(zǐ)站點(diǎn)等生產單(dān)元的數據信(xìn)息(xī)傳輸控製。由(yóu)EMS能(néng)源(yuán)管理控製(zhì)係(xì)統，向企業內的產品生產(chǎn)，工業(yè)製(zhì)造(zào)車(chē)間(jiān)發送(sòng)指(zhǐ)令信(xìn)號(hào)，實時傳(chuán)輸某(mǒu)一(yī)周(zhōu)，某(mǒu)一(yī)月的生(shēng)產能(néng)源消耗信(xìn)息(xī)，包(bāo)括(kuò)能(néng)源設備(bèi)運行(háng)狀(zhuàng)態(tài)，能源(yuán)介質總用(yòng)量(liáng)等信(xìn)息，各車間的現(xiàn)場(cháng)控製中(zhōng)心(xīn)，負責指令信號響應(yīng)，

能源消耗數據(jù)采(cǎi)集處理(lǐ)，並(bìng)逆向(xiàng)傳(chuán)送(sòng)相(xiāng)關的(dí)響(xiǎng)應數(shù)據(jù)。

第二層為(wéi)數(shù)據(jù)運(yùn)算，處(chǔ)理與(yǔ)調度層(céng)級。通過通訊(xùn)管理機進行(háng)數據(jù)信(xìn)息處理，運算(suàn)後，存儲至數(shù)據庫服務器(qì)之(zhī)中。

最外(wài)層(céng)為(wéi)能源數(shù)據決(jué)策應用層(céng)。這一層級(jí)包(bāo)含中央交(jiāo)換機，客(kè)戶(hù)端，工程師站(zhàn)等(děng)組成(chéng)結構，其中(zhōng)由(yóu)中(zhōng)央(yāng)交換(huàn)機作為(wéi)數據流(liú)轉換(huàn)，能源管(guǎn)理(lǐ)功(gōng)能的控製(zhì)核心，建立(lì)起(qǐ)數據集(jí)中處(chǔ)理與分析(xī)的數(shù)學模(mó)型(xíng)，通過(guò)各主(zhǔ)站點，子站點生(shēng)產單元(yuán)的傳(chuán)輸(shū)數據(jù)計(jì)算，得(dé)出(chū)生產設(shè)備控(kòng)製數據，成(chéng)本(běn)優(yōu)化數據(jù)，能(néng)源預測與(yǔ)平(píng)衡(héng)數據，能源負載(zǎi)與綜合利用(yòng)數(shù)據的(dí)結(jié)果(guǒ)。

這裏智能(néng)化(huà)能源管控(kòng)子站的(dí)數(shù)據采(cǎi)集係統(tǒng)，包含CPU控(kòng)製終端(duān)處(chǔ)理器，異(yì)構通訊采集(jí)設(shè)備，生產(chǎn)現場儀(yí)表，TCP/IP通訊(xùn)協(xié)議(yì)，AI異(yì)構通訊(xùn)模塊，EN2T以太(tài)網通訊模(mó)塊(kuài)等的硬(yìng)件設(shè)施，用於主(zhǔ)站管(guǎn)理(lǐ)控製係統(tǒng)，各子站(zhàn)係統的網(wǎng)絡連通(tōng)，以(yǐ)及(jí)PLC控製(zhì)器(qì)，網絡交換機之間的(dí)設(shè)備(bèi)對(duì)接。

　根(gēn)據(jù)以(yǐ)上(shàng)圖2的EMS智能化管(guǎn)控(kòng)係(xì)統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬(yìng)件結構可以得(dé)出：智(zhì)能化能源(yuán)管控(kòng)子(zǐ)站(zhàn)的(dí)services服務係(xì)統(tǒng)，是在能源(yuán)管(guǎn)控(kòng)中心(xīn)的(dí)主結(jié)構(gòu)下(xià)，設(shè)置(zhì)基(jī)礎能源(yuán)管理(lǐ)服務(wù)器(qì)，GIS地(dì)理服務器，Web發布(bù)服(fú)務器(qì)，ICV網(wǎng)絡管(guǎn)理服務器，I/0服(fú)務器(qì)，備(bèi)份(fèn)服務器(qì)，目錄服務器(qì)，PI實(shí)時數據(jù)庫(kù)等的任(rèn)務(wù)處(chǔ)理模塊(kuài)。

在此(cǐ)基礎上，將不同(tóng)能(néng)源(yuán)子站接(jiē)入網絡防火牆(qiáng)，220V雙(shuāng)路供(gōng)電(diàn)電網，通過以太網通訊模塊，AI異構通訊(xùn)傳送(sòng)，形(xíng)成(chéng)能源子站(zhàn)UPS運(yùn)行(háng)信號(hào)，ICV服(fú)務器(qì)管(guǎn)理係統(tǒng)的連(lián)接，並完成(chéng)二者之間企業生產(chǎn)運(yùn)行數據(jù)，能源消耗(hào)數據的(dí)傳輸(shū)發送(sòng)。當UPS運行信號(hào)發(fā)生故障的(dí)情(qíng)況下，基礎(chǔ)能(néng)源(yuán)管理服(fú)務器，ICV網絡管理服務器(qì)等模(mó)塊，將向智(zhì)能化(huà)能(néng)源管理控製總係(xì)統(tǒng)，發(fā)出(chū)過(guò)限報警(jǐng)，故(gù)障(zhàng)報警(jǐng)信(xìn)號，以便於專業技術(shù)人員及(jí)時處理解(jiě)決問(wèn)題。

5平台設(shè)計(jì)與功能(néng)

5．1 係統平台設計

智慧能(néng)源管(guǎn)理平(píng)台(tái)采用去中心(xīn)化(huà)的(dí)分布式網(wǎng) 絡構(gòu)架(jià)設計(jì)如圖 2 所示，采用 B / S 模式(shì)，實(shí)現(xiàn)雲端(duān)建(jiàn)模，設計及部署，簡(jiǎn)化了客(kè)戶(hù)端的維護(hù)工作，為 以(yǐ)業務(wù)模(mó)式為(wéi)基(jī)礎(chǔ)的功能模塊擴展提供(gōng)軟件(jiàn)支(zhī)撐(chēng) 基礎。滿(mǎn)足集團海量實(shí)時數據(jù)地(dì)存(cún)儲和(hé)處(chǔ)理(lǐ)的要 求，存(cún)儲在係統中(zhōng)的(dí)歷(lì)史(shǐ)數(shù)據(jù)可(kě)*不(bù)刪除(chú)，係統(tǒng)不 會(huì)因(yīn)為數據量的攀升(shēng)影響(xiǎng)到存(cún)儲(chǔ)和(hé)訪問速度(dù)。遵 循係(xì)統應用(yòng)插(chā)件規範(fàn)進(jìn)行二次開(kāi)發，開發(fā)的功能(néng) 模塊插件可無縫(féng)配置到(dào)應用界(jiè)麵(miàn)中使(shǐ)用。

5．2 係(xì)統(tǒng)實施(shī)

每家工(gōng)廠實施(shī)能(néng)碳(tàn)管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)建設，首先是(shì)製 定出(chū)符合(hé)管(guǎn)理要(yào)求的能碳(tàn)管(guǎn)理(lǐ)架(jià)構，該架(jià)構可(kě)以(yǐ) 隨著管理需求的變化而(ér)靈活調(tiáo)整。能(néng)碳管理架(jià)構 可按(àn)照(zhào)廠區(qū)，車(chē)間(jiān)，生產綫進行(háng)配置(zhì)，將能耗(hào)數(shù)據(jù) 與(yǔ)管(guǎn)理(lǐ)架構進行對(duì)應(yīng)關(guān)聯，全麵的展示出能(néng)源(yuán)管 理的範圍和深度(dù)。

功能(néng)

AcrelEMS企業(yè)微(wēi)電網(wǎng)能效(xiào)管理(lǐ)係統提供基於行業特(tè)點(diǎn)細分(fēn)的能(néng)效(xiào)管理(lǐ)解(jiě)決方案，支(zhī)持(chí)有綫/無綫(xiàn)方(fāng)案接(jiē)入各(gè)類智能設備(bèi)，並提(tí)供(gōng)多(duō)種第(dì)三方係(xì)統(tǒng)接口(kǒu)協(xié)議，融合(hé)企(qǐ)業微電網電力(lì)監(jiān)控，能(néng)耗統計(jì)，電(diàn)能(néng)質(zhì)量分析(xī)及(jí)治(zhì)理，智能(néng)照明(míng)控(kòng)製(zhì)，主要(yào)用能(néng)設備監(jiān)控，充電樁運營(yíng)管理，分(fēn)布式(shì)光伏(fú)監(jiān)控(kòng)，儲能管理(lǐ)等功能，通(tōng)過(guò)一個平(píng)台即可全(quán)局，整體(tǐ)的對企業(yè)電(diàn)網進(jìn)行(háng)進行(háng)集中監控(kòng)，統一調度，統一運維，滿(mǎn)足(zú)企業用(yòng)電(diàn)可(kě)靠(kào)，安全，節(jié)約，有(yǒu)序用(yòng)電要(yào)求(qiú)。平(píng)台支持中(zhōng)英(yīng)文切換，現已(yǐ)應用於多個行業(yè)和地(dì)區用戶側能源管理和(hé)電力(lì)運(yùn)維(wéi)平(píng)台，單個(gè)平台已(yǐ)接入1600多(duō)個用戶(hù)變電所數據，提(tí)供能(néng)源分析和(hé)運(yùn)維(wéi)管理(lǐ)功(gōng)能(néng)。

圖3AcrelEMS能效(xiào)管(guǎn)理平(píng)台應用

電力(lì)監控

對(duì)企業(yè)高低壓變(biàn)配電(diàn)係統的變壓器，斷路(lù)器，直(zhí)流屏，母排，無(wú)功(gōng)補償櫃(guì)及電(diàn)纜等配電相關設備的電氣(qì)參(cān)數，運行(háng)狀態，接點溫(wēn)度進行實時監測(cè)和(hé)控製，監(jiān)測企業微電網主要回(huí)路的電能質量(liáng)並進(jìn)行治理，對(duì)故障(zhàng)及時(shí)處(chǔ)理(lǐ)並發(fā)出告(gào)警(jǐng)信息(xī)，提(tí)高企(qǐ)業供電(diàn)可(kě)靠性。

圖(tú)4電(diàn)力監(jiān)控功(gōng)能(néng)

能(néng)耗分(fēn)析(xī)

采(cǎi)集企(qǐ)業(yè)電，水，燃(rán)氣(qì)等(děng)能源消耗，進行分(fēn)類(lèi)分(fēn)項能(néng)耗統(tǒng)計(jì)，計(jì)算單位麵(miàn)積(jī)或(huò)單(dān)位(wèi)產品(pǐn)的(dí)能(néng)耗數據(jù)以(yǐ)及趨(qū)勢，對(duì)標主要(yào)用能設備能(néng)效進(jìn)行能效診斷，計算企業碳(tàn)排放，為企業製(zhì)定(dìng)碳達(dá)峰，碳中和(hé)路(lù)綫提(tí)供數據支(zhī)持(chí)。

圖5能(néng)耗分析(xī)功(gōng)能

照(zhào)明控製(zhì)

智(zhì)能(néng)照明(míng)控製(zhì)功能可以根據企業情(qíng)況實現定時控製(zhì)，光照感(gǎn)應控(kòng)製，場(cháng)景控(kòng)製(zhì)，調光控(kòng)製(zhì)等，並結合紅外(wài)傳感器(qì)，超(chāo)聲(shēng)波(bō)傳感器(qì)，實現人(rén)來(lái)燈亮(liàng)，人(rén)走燈滅(miè)，並可(kě)以(yǐ)根據係統(tǒng)的控(kòng)製(zhì)策略實現(xiàn)集中控製(zhì)，為(wéi)企(qǐ)業節約照(zhào)明用電。

圖6照明控製功能

分布式(shì)光伏(fú)監控(kòng)

監測企業分布式光伏電(diàn)站(zhàn)運行(háng)情(qíng)況，包(bāo)括逆(nì)變(biàn)器(qì)運(yùn)行數據，光伏(fú)發(fā)電效率(shuài)分(fēn)析，發(fā)電量(liáng)及(jí)收益(yì)統計以及光伏(fú)發電功(gōng)率控製(zhì)。

圖7分布式(shì)光伏(fú)發電(diàn)監測(cè)

儲能(néng)管理(lǐ)

監(jiān)測儲能(néng)係統，電池管理係統(BMS)和儲(chǔ)能變流(liú)器(qì)(PCS)運行(háng)，包(bāo)括運(yùn)行(háng)模式，功率控製模式(shì)，功(gōng)率，電(diàn)壓，電流，頻(pín)率等預(yù)定值(zhí)信息，儲能電(diàn)池充(chōng)放電電壓，電流(liú)，SOC，溫度(dù)，根(gēn)據企(qǐ)業峰穀特點(diǎn)和電(diàn)價(jià)波動以及上級平台(tái)指令(líng)設置(zhì)儲(chǔ)能係統(tǒng)的(dí)充(chōng)放電策略(lüè)，控(kòng)製儲能係(xì)統充放電，實現(xiàn)削峰填(tián)穀，降(jiàng)低企業用(yòng)電成(chéng)本。  

圖(tú)8儲(chǔ)能管理(lǐ)

充電樁(zhuāng)運營管(guǎn)理 

監測企業(yè)充電(diàn)樁(zhuāng)的運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態，提供充(chōng)電樁收(shōu)費管理和狀(zhuàng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能(néng)，並根(gēn)據企(qǐ)業(yè)負(fù)荷(hé)率(shuài)變化和(hé)虛擬電(diàn)廠的調度指令調(tiáo)節充(chōng)電樁的充(chōng)電功(gōng)率，使企(qǐ)業微電網穩定安全運行。

圖9充(chōng)電(diàn)樁管(guǎn)理(lǐ)

自(zì)定義駕駛(shǐ)艙(cāng)

可(kě)根(gēn)據用(yòng)戶的關(guān)注點(diǎn)自行(háng)繪製(zhì)所(suǒ)需(xū)的駕駛艙頁麵，包(bāo)括(kuò)能(néng)源預(yù)收費，充電樁(zhuāng)運營，電(diàn)梯(tī)，空調，照(zhào)明等各(gè)種設(shè)備的能(néng)耗統(tǒng)計，收益統計，運維情(qíng)況(kuàng)等(děng)。

圖10能源物(wù)聯(lián)網駕駛艙定義(yì)

數(shù)據采(cǎi)集和數(shù)據(jù)監測

 實時監(jiān)測各配電櫃的(dí)電(diàn)壓，電流等(děng)電力(lì)參數，實現遙(yáo)測，遙(yáo)信，遙(yáo)控。實時監(jiān)測各(gè)配電(diàn)室溫(wēn)濕度(dù)，煙(yān)感(gǎn)，水(shuǐ)浸等環境(jìng)參數。監視變壓器(qì)的(dí)運行(háng)狀態(tài)及用能(néng)參(cān)數，測算(suàn)損(sǔn)耗，找(zhǎo)出(chū)經濟運行(háng)區間，降(jiàng)低(dī)能源(yuán)損(sǔn)耗。

圖11數(shù)據采集(jí)和監(jiān)測

能耗(hào)統計分(fēn)析(xī)

主要是(shì)對(duì)能耗(hào)的(dí)數據(jù)，能(néng)耗(hào)分項以(yǐ)及區域能(néng)耗(hào)和(hé)能耗(hào)指標等進(jìn)行(háng)統(tǒng)計(jì)。其中(zhōng)還包含總能耗(hào)定比,也就是指(zhǐ)實際(jì)消耗的能量(liáng)所占據總(zǒng)能量(liáng)的(dí)百(bǎi)分(fēn)比(bǐ),並利用各種圖(tú)形的方式(shì)進行(háng)表示(shì)，用(yòng)於(yú)綜合能(néng)耗(hào)分(fēn)析。

圖12能耗統計(jì)分析(xī)

電氣和消防安全管理

接入電氣(qì)火災探(tàn)測(cè)器，無綫(xiàn)測(cè)溫傳(chuán)感器，智(zhì)能斷路(lù)器等(děng)設(shè)備(bèi)，對配電回路(lù)的剩餘電流(liú)，綫纜(lǎn)溫度等(děng)火災(zāi)危(wēi)險(xiǎn)參(cān)數進行實時監(jiān)控(kòng)和管理。在消防(fáng)水池(chí)，消防(fáng)水(shuǐ)箱等地方安(ān)裝(zhuāng)消防水位(wèi)表，檢測消(xiāo)防水位(wèi)的變化(huà)；消(xiāo)防(fáng)水管(guǎn)，噴淋(lín)等地(dì)方(fāng)安(ān)裝消防水(shuǐ)壓表，檢測消防管(guǎn)道(dào)的壓力(lì)。在家庭，賓館(guǎn)，公寓(yù)等(děng)存(cún)在煙霧，可燃氣體的(dí)室內場(cháng)所，安裝獨立式(shì)煙(yān)感或(huò)可燃(rán)氣(qì)體探測器，檢測這(zhè)些場所(suǒ)是否(fǒu)存(cún)在煙(yān)霧(wù)和可(kě)燃(rán)氣體(tǐ)。

圖(tú)13電氣消防(fáng)安全管(guǎn)理(lǐ)

能(néng)源收(shōu)費管理(lǐ)

適用(yòng)於物(wù)業租(zū)僱方對(duì)出(chū)租(zū)物業(yè)的能源(yuán)收(shōu)費管理(lǐ)，支持水電一(yī)體化收(shōu)費管理，具備租(zū)戶開戶，銷戶(hù)，退差(chà)操(cāo)作(zuò)，支(zhī)持(chí)分時電價和階(jiē)梯(tī)電價設(shè)置和功率過載閾值設置(zhì)，可(kě)對(duì)接支付應用程序實(shí)現自(zì)助支付(fù)。

圖(tú)14能(néng)耗(hào)收費管(guǎn)理(lǐ)

充(chōng)電樁運(yùn)營管理

當用戶(hù)要管(guǎn)理多個充電(diàn)站(zhàn)的充電(diàn)樁時可把(bǎ)充電樁自(zì)助(zhù)接(jiē)入(rù)平台，實(shí)現(xiàn)對充電樁(zhuāng)狀態(tài)的監測和(hé)掃碼，刷卡充(chōng)電(diàn)收費管理。在用電高峰期如充電負荷(hé)過高(gāo)超出(chū)供電(diàn)變壓(yā)器承(chéng)受(shòu)範圍還(huán)可(kě)以自動設置(zhì)充(chōng)電(diàn)功率限製或新(xīn)增充(chōng)電(diàn)限製(zhì)，或(huò)投入新(xīn)能源(yuán)，確(què)保能源供(gōng)應(yīng)安全。

圖(tú)15充電(diàn)樁(zhuāng)運營管(guǎn)理(lǐ)

照明控(kòng)製管(guǎn)理(lǐ)

可遠(yuǎn)程(chéng)控製照(zhào)明設備的開(kāi)關(guān)，並(bìng)可(kě)以根(gēn)據光(guāng)照(zhào)度(dù)，經(jīng)緯度日出日落(là)時(shí)間和(hé)時間(jiān)設置(zhì)策略(lüè)來(lái)自動(dòng)控製(zhì)燈光(guāng)，節約(yuē)照明能源。

圖16照明控(kòng)製(zhì)管理

碳排放分析

統(tǒng)計用(yòng)戶(hù)的(dí)碳排放量並(bìng)追蹤碳排(pái)放足(zú)跡(jì)，提供(gōng)碳(tàn)排(pái)放(fàng)清(qīng)單，進行配額(é)核算(suàn)和配額(é)考核(hé)。

圖17碳排放分析(xī)

4.3硬件(jiàn)設(shè)備(bèi)組(zǔ)成(chéng)

　不(bù)同工(gōng)業及(jí)能源企業的智能化(huà)能(néng)源管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)，通常為環形(xíng)網絡連接，星(xīng)形網絡(luò)連接(jiē)的結構(gòu)，形成層(céng)級(jí)式(shì)連(lián)接(jiē)的工業(yè)環網，其中管控(kòng)中心主站(zhàn)點(diǎn)負(fù)責(zé)下(xià)屬多個(gè)子(zǐ)站(zhàn)的控製，具體能源(yuán)管(guǎn)理係統的(dí)子站(zhàn)環網結構如下圖(tú)2所示。

5，結(jié)論(lùn)

　　展望(wàng)未來，智慧能(néng)源(yuán)管理平(píng)台將成為企(qǐ)業能 碳管理的重要工具。隨(suí)著技術的不(bù)斷進步與應(yīng)用(yòng)的(dí)深入，這(zhè)一(yī)平(píng)台(tái)將(jiāng)不(bù)斷優(yōu)化(huà)和*，為企業(yè)提(tí)供(gōng) 更加全麵，高效(xiào)的(dí)能源(yuán)管理服務(wù)。 同時，企(qǐ)業(yè)也將 通過(guò)智慧能源管理，實(shí)現可持(chí)續發展(zhǎn)，為構(gòu)建(jiàn)綠色(sè) 低(dī)碳(tàn)的(dí)社會環境貢(gòng)獻力量。

參考文(wén)獻

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